Speichersystem

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Im Rahmen der Energiewende gewinnt das Thema Stromspeicherung zunehmend an Bedeutung. Heutzutage erreichen moderne Stromspeichersysteme sehr hohe Effizienzgrade und in den kommenden Jahren ist eine beschleunigte Entwicklung zu erwarten. Diese kontinuierliche Weiterentwicklung begleitet von fallenden Preisen und macht die Speicherlösungen für Solarstrom wirtschaftlich immer attraktiver.

Wenn in Verbindung mit Photovoltaikanlagen von Stromspeichern die Rede ist, bezieht sich dies in der Regel auf Batteriespeichersysteme. Insbesondere Lithium-Ionen-Batteriespeicher haben sich als beliebte Lösungen in den letzten Jahren für den Haushalt etabliert. Darüber hinaus werden diese Batteriespeicher auch in großem Maßstab in gewerblichen und industriellen Anwendungen eingesetzt.

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Was bringt ein Stromspeicher?

Ein Stromspeicher bietet viele Vorteile für Photovoltaikanlagen. Ohne Speicher muss der erzeugte Solarstrom sofort genutzt werden, was oft ineffizient ist, da der Strom hauptsächlich tagsüber produziert wird, während der Bedarf in vielen Haushalten eher abends steigt. Ein Stromspeicher ermöglicht es, den überschüssigen Solarstrom tagsüber zu speichern und später zu nutzen, wenn er wirklich benötigt wird.

Für Besitzer von privaten Photovoltaikanlagen ist es wirtschaftlich sinnvoller, den erzeugten Solarstrom selbst zu nutzen, anstatt ihn ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen und dafür eine Einspeisevergütung zu erhalten. Seit 2011 liegt die Einspeisevergütung unter dem regulären Strompreis und macht mittlerweile weniger als ein Drittel der Netzstromkosten aus. Diese Entwicklung hat dazu geführt, dass die Nachfrage nach Batteriespeichern, insbesondere in Kombination mit Photovoltaikanlagen, deutlich gestiegen ist. Darüber hinaus bieten Stromspeicher nicht nur finanzielle Einsparungen, sondern tragen auch erheblich zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks bei. Laut EUPD Research kann die CO2-Einsparung durch den Einsatz eines Solarspeichers nahezu verdoppelt werden.

Arbeitsweise eines Stromspeichers:

Batteriesysteme sind vielfältig und haben die Fähigkeit, Energie aus einer PV-Anlage zu speichern, diese Energie an Verbraucher abzugeben und in bestimmten Ladeszenarien auch Energie aus dem Netz aufzunehmen. Die Regelung der Energieflüsse erfolgt durch den Laderegler, der auf folgender Priorisierung arbeitet:

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Arbeitsweise eines Stromspeichers:

1. Deckung des Verbrauchs

Die Deckung des Verbrauchs hat Priorität und wird zuerst mit dem erzeugten Solarstrom gedeckt

2. Elektrofahrzeug

Ist das Elektrofahrzeug vorhanden, verhält es sich wie ein zusätzlicher Verbraucher und wird nachrangig mit dem verfügbaren PV-Strom versorgt.

Wenn nach der Verbrauchsdeckung und der Fahrzeugladung noch überschüssige Energie vorhanden ist, wird diese genutzt, um die Batterie zu laden.

Falls noch überschüssige PV-Energie vorhanden ist, wird diese ins Netz eingespeist.

Gleichzeitig wird der Verbrauch in folgender Priorität gedeckt:
1. PV-Anlage

Der erzeugte Solarstrom wird zuerst zur Deckung des Verbrauchs verwendet. Solange genügend Energie aus der PV-Anlage verfügbar ist, wird sie direkt in den Verbrauch eingespeist.

2. Speichersystem

Wenn der PV-Ertrag nicht ausreicht, um die gesamte Last abzudecken, wird auf den Batteriespeicher zugegriffen. Der gespeicherte Strom wird verwendet, um die Last zu decken und den Eigenverbrauch zu erhöhen.

Wenn weder PV-Anlage noch der Batteriespeicher ausreichen, um die gesamte Last zu decken, wird der fehlende Teil aus dem Netz bezogen.

Welche Kapazität sollte der Stromspeicher haben?

Fragen wie “ Welche Kapazität sollte der Stromspeicher haben?“ sind häufige Anliegen von und werden oft im Internet gesucht. Die Antworten darauf sind unterschiedlich und können variieren.

Dabei ist es wichtig zu beachten, dass die Installation eines Batteriespeichers nur dann sinnvoll ist, wenn ausreichend Solarstromüberschüsse erzeugt werden. Ist der Fall, sollte die Größe des Batteriespeichers sowohl auf den Stromverbrauch als auch auf die Leistung der PV-Anlage abgestimmt werden. Dafür gibt es einige Faustformeln, die dabei helfen können, eine technisch sinnvolle Dimensionierung des Speichers vorzunehmen und eine Überdimensionierung zu vermeiden.

  1. Die Installation eines Batteriespeichers ist empfehlenswert, wenn ausreichend Solarstromüberschüsse vorhanden sind. Die PV-Leistung sollte idealerweise mindestens 0,5 kW pro 1000 kWh Jahresstromverbrauch betragen.
  2. Es ist wichtig, die Größe des Batteriespeichers in Relation zur PV-Anlage angemessen zu wählen. Die nutzbare Speicherkapazität sollte auf höchstens 1,5 kWh pro 1 kW PV-Leistung begrenzt sein.
  3. Darüber hinaus sollte die Größe des Batteriespeichers entsprechend dem Stromverbrauch angepasst werden, wobei die nutzbare Speicherkapazität auf höchstens 1,5 kWh pro 1000 kWh Jahresstromverbrauch beschränkt sein sollte. Dies entspricht etwa dem durchschnittlichen Stromverbrauch in den Nachtstunden.

Mit der folgenden Abbildung wird die empfohlene Obergrenze der nutzbaren Speicherkapazität in Einfamilienhäusern, die von der Größe der PV-Anlage und der Höhe des jährlichen Stromverbrauchs abhängig ist.

Empfohlene Obergrenze der nutzbaren Speicherkapazität in Einfamilienhäusern (Quelle: HTW Berlin)

Im Gegensatz zu privaten Wohnhäusern sind im Gewerbebereich die folgenden Empfehlungen zu berücksichtigen.

  1. Die Installation eines Batteriespeichers ist nur dann empfehlen, wenn ausreichend Solarstromüberschüsse zur Verfügung stehen. Abhängig von der Art des Gewerbes sollte die PV-Leistung zwischen 0,4 kWp und 0,6 kWp pro 1 MWh Stromverbrauch pro Jahr liegen.
  2. Es ist wichtig, die Größe des Batteriespeichers in Bezug zur PV-Anlage angemessen zu wählen. In den meisten Gewerbebetrieben sollte die nutzbare Speicherkapazität auf maximal 1 kWh pro 1 kWp PV-Leistung begrenzt sein.
  3. Die Dimension des Batteriespeichers sollte unter Berücksichtigung des individuellen Stromverbrauchs erfolgen. Je nach Gewerbetyp sollte die nutzbare Speicherkapazität zwischen 0,75 kWh und 1,5 kWh pro 1 MWh Stromverbrauch pro Jahr liegen und diese Werte nicht überschreiten.

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